Детекция и сегментный анализ вируса тяжёлой лихорадки с тромбоцитопенией (SFTS)

Идентификация Dabie bandavirus, полный анализ сегментов L/M/S, филогенетика и отслеживание реассортации — из одного метагеномного анализа

🧬 Описание пайплайна

Dabie bandavirus (ранее — вирус SFTS, SFTSV) — сегментированный оболочечный вирус семейства Phenuiviridae (порядок Bunyavirales), возбудитель синдрома тяжёлой лихорадки с тромбоцитопенией. Геном состоит из трёх сегментов одноцепочечной РНК отрицательной и амбисмысловой полярности: L (~6,3 т.н., РНК-зависимая РНК-полимераза RdRp), M (~3,3 т.н., гликопротеины Gn/Gc — главная мишень нейтрализующих антител) и S (~1,7 т.н., нуклеопротеин N и неструктурный белок NSs — антагонист интерферонового ответа, кодируется в амбисмысловой ориентации). Вирус передаётся преимущественно клещом Haemaphysalis longicornis; очаги — восточный и центральный Китай (провинции Хэнань, Шаньдун, Аньхой, Хубэй, Цзянсу), а также Япония и Южная Корея.

Клиническая картина — лихорадка, тромбоцитопения, лейкопения, желудочно-кишечные симптомы, геморрагии, полиорганная недостаточность; летальность в разных сериях наблюдений достигает 10–30%. Описаны случаи передачи от человека к человеку через контакт с кровью и секретами больного (в том числе среди медперсонала и членов семьи). Специфической терапии и лицензированной вакцины нет; рибавирин неэффективен, фавипиравир изучался в Японии.

В острую фазу болезни виремия высокая, и вирус уверенно выявляется прямым секвенированием: именно клиническое метагеномное секвенирование (mNGS), широко внедрённое в Китае, чаще всего приносит диагноз SFTS при неясной лихорадке. Наш пайплайн (RUO) реализует нанопоровое mNGS на месте — для исследований в эндемичных регионах: длинные прочтения покрывают целые сегменты практически целиком, что позволяет не только идентифицировать вирус, но и провести сегментный анализ L/M/S, филогенетику и отслеживание реассортации сегментов между линиями, а также дифференцировать SFTS от других геморрагических лихорадок и риккетсиозов. секвенатор «Нанопорус» с ячейкой Flongle даёт быстрый time-to-answer и полевое развёртывание для исследований в эндемичных районах.

• 📥 На входе: Сырые данные в формате FASTQ после High Accuracy basecalling (Dorado SUP, химия R10.4.1). Материал: плазма/сыворотка или цельная кровь в острую фазу. Оптимально: метагеномное секвенирование с деплецией рибосомной РНК/хозяйского фона или таргетное обогащение по сегментам L/M/S.
• 📤 На выходе: Исследовательский HTML-отчёт (RUO) — идентификация Dabie bandavirus, покрытие и консенсусы сегментов L/M/S, генетическая линия и признаки реассортации, дифференциальный ряд по другим возбудителям лихорадок.

🧭 Класс по Балтимору: V — (−)ssRNA, одноцепочечная РНК отрицательной полярности

Как и грипп, SFTSV относится к классу V: геном — одноцепочечная РНК отрицательной полярности, которая не может транслироваться напрямую, поэтому вирус приносит в клетку собственную RdRP, синтезирующую (+)цепи-мРНК. Геном разделён на три сегмента: L кодирует саму RdRP, M — гликопротеины оболочки Gn/Gc, S — нуклеокапсидный белок N. Учебная тонкость: S-сегмент у буньявирусов использует амбисмысловую (ambisense) стратегию — белок N кодируется в вирусной (−)цепи, а неструктурный белок NSs — в противоположной (+)ориентации, то есть для трансляции обоих белков нужны РНК обеих полярностей. Сегментированность, как и у гриппа, открывает дорогу реассортации — обмену L/M/S между линиями, что пайплайн и отслеживает по несогласованности сегментных филогений.

📊 Доступность продукта

🎯 Геномные маркеры и клиническое значение

Сегментный анализ

Эволюция и дифференциальная диагностика

⚙️ Версии и ML-модели

Основной инструмент

Планируемые ML-модели

🛠 Под капотом: Зависимости и Окружение (Pipeline Stack)

Пайплайн управляется фреймворком Snakemake в изолированных Conda-окружениях.

🌍 Глобальный контекст: почему это важно

• Приоритет ВОЗ — SFTS включён ВОЗ в приоритетный список R&D Blueprint: болезни с эпидемическим потенциалом, по которым нет эффективных контрмер (специфической терапии и лицензированной вакцины не существует).
• Эндемичные очаги — в Китае ежегодно регистрируются тысячи случаев SFTS; заболевание устойчиво циркулирует в восточных и центральных провинциях, а также в Японии и Южной Корее, где отмечались и летальные вспышки.
• Расширение ареала переносчика — Haemaphysalis longicornis способен к партеногенезу наряду с половым размножением, что ускоряет его распространение; клещ уже интродуцирован в США и Австралию. Сам вирус за пределами Восточной Азии пока не установился, но расширение ареала вектора требует готовности диагностики.
• Внутрибольничный риск — описана передача человек-человек через контакт с кровью и секретами больных (случаи среди медперсонала и семей), поэтому скорость молекулярного подтверждения важна для противоэпидемических мероприятий.
• mNGS как стандарт — в Китае клиническое метагеномное секвенирование широко внедрено, и именно mNGS чаще всего выявляет SFTSV при неясной лихорадке; нанопоровая платформа делает этот подход доступным для исследований непосредственно в эндемичных регионах.

🔬 Источники

• 📄 WHO — R&D Blueprint for Action to Prevent Epidemics
• 📄 NCBI Taxonomy — Dabie bandavirus
• 📄 CDC — Viral Special Pathogens Branch